一种小角度交叉隧道施工方法与流程

本发明涉及隧道工程技术领域，特别是一种小角度交叉隧道施工方法。

背景技术：

修建铁路、公路等工程经常会遇到立体交叉隧道工程，此类工程的修建一般遵循两个原则，其一是尽量保证上下两座隧道垂直或大角度相交，减少相互影响段落的长度；其二是先施工下方隧道再施工上方隧道，如此在施工上方隧道的时候，不会对下方隧道产生较大的影响，反之，若先施工上方隧道再施工下方隧道，则在开挖下方隧道时会导致已经施作的上方隧道产生下沉的不利后果。但在工程实际中由于大施组安排等原因往往难以遵循上述这两个原则，当上下两座隧道交叉角度较小(小于45度)，且必须先施工上方隧道再施工下方隧道时，现有的施工方法无法施工出满足设计要求和使用要求的隧道结构。

技术实现要素：

本发明的目的在于：针对现有技术存在的问题，提供一种小角度交叉隧道施工方法。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案为：

一种小角度交叉隧道施工方法，包括以下步骤：

步骤一：上方隧道施工至交叉段后，开挖所述上方隧道的交叉段，施作所述上方隧道的交叉段的拱墙初期支护；

步骤二：从所述上方隧道向下间隔施作支撑桩，所述支撑桩包括位于下方隧道的交叉段内的第二支撑桩，以及位于下方隧道的交叉段两侧的第一支撑桩；

步骤三：施作所述上方隧道的交叉段的二次衬砌；

步骤四：待所述上方隧道的交叉段的二次衬砌混凝土达到设计强度后，对所述下方隧道的交叉段进行超前支护；

步骤五：开挖所述下方隧道的交叉段，在每次暴露出所述第二支撑桩后，依次对所述第二支撑桩在所述下方隧道范围内的桩身进行截桩处理，并施作初期支护和二次衬砌。

本发明通过在交叉段范围内设置第二支撑桩，从而可以在下方隧道开挖过程中有效支撑上方隧道，减少下方隧道开挖过程对上方隧道的影响，减少上方隧道的下沉变形，在下方隧道开挖完成后对所述第二支撑桩进行截桩处理，从而不影响隧道的正常施工和运行。且截桩以后的第二支撑桩仍能连接下方隧道的初期支护和上方隧道，并有效支撑上方隧道，减少上方隧道的下沉变形。利用本发明所述的施工方法，可以在上下两座隧道小角度相交，且先施工上方隧道再施工下方隧道的情况下，施工出满足设计要求和使用要求的隧道结构。

作为本发明的优选方案，所述步骤二中，沿着所述下方隧道的横向间隔设置至少两排所述第二支撑桩，相邻两排所述第二支撑桩之间间隔2m-4m。

作为本发明的优选方案，所述步骤五中，开挖所述下方隧道的交叉段时，每次开挖进尺为2m-4m。

作为本发明的优选方案，所述步骤五中，每次开挖并截桩完成后，施作初期支护型钢，所述初期支护型钢与所述第二支撑桩固定连接，并喷射混凝土完成初期支护。

作为本发明的优选方案，所述步骤五中，所述施作二次衬砌包括在交叉段开挖过程中，每隔4m-8m依次施作第一层钢筋混凝土衬砌，以及在交叉段全部开挖完成后，对所述下方隧道的交叉段施作第二层钢筋混凝土衬砌。通过施工二次衬砌，对所述第二支撑桩进一步形成托举，且施作两层钢筋混凝土衬砌，进一步提高下方隧道的支护强度。

作为本发明的优选方案，采用上下台阶法开挖所述下方隧道和所述上方隧道。

作为本发明的优选方案，所述步骤二中，每排所述第一支撑桩和所述第二支撑桩均沿着所述下方隧道的里程方向设置，且覆盖整个所述下方隧道的交叉段的里程。

作为本发明的优选方案，所述步骤四中，采用大管棚对所述下方隧道的交叉段进行超前支护。

作为本发明的优选方案，所述步骤五中，采用控制爆破法或非爆破开挖所述下方隧道的交叉段。

作为本发明的优选方案，所述第一支撑桩和所述第二支撑桩均为玻璃纤维桩。

综上所述，由于采用了上述技术方案，本发明的有益效果是：

本发明通过在交叉段范围内设置第二支撑桩，从而可以在下方隧道开挖过程中有效支撑上方隧道，减少下方隧道开挖过程对上方隧道的影响，减少上方隧道的下沉变形，在下方隧道开挖完成后对所述第二支撑桩进行截桩处理，从而不影响隧道的正常施工和运行。且截桩以后的第二支撑桩仍能连接下方隧道的初期支护和上方隧道，并有效支撑上方隧道，减少上方隧道的下沉变形。利用本发明所述的施工方法，可以在上下两座隧道小角度相交，且先施工上方隧道再施工下方隧道的情况下，施工出满足设计要求和使用要求的隧道结构。

附图说明

图1是本发明所述的支撑桩的俯视图。

图2是本发明所述的支撑桩的截面图。

图3是本发明所述的支撑桩和下方隧道的关系图。

图4是本发明所述的支撑桩的截桩示意图。

图标：1-下方隧道，2-上方隧道，3-第一支撑桩，4-第二支撑桩。

具体实施方式

下面结合附图，对本发明作详细的说明。

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

实施例1

一种小角度交叉隧道施工方法，包括以下步骤：

步骤一：上方隧道2施工至交叉段后，通过台阶法开挖所述上方隧道2的交叉段，立即施作所述上方隧道2的交叉段的拱墙初期支护；

步骤二：如图1-图3所示，从所述上方隧道2向下间隔施作支撑桩，所述支撑桩为玻璃纤维桩，所述支撑桩的深度深于下方隧道1，所述支撑桩包括位于下方隧道1的交叉段内的第二支撑桩4，以及位于下方隧道1的交叉段两侧的第一支撑桩3。施工时，先施工所述第一支撑桩3，放钢筋笼整体灌注桩基至桩端，桩基顶预留主筋接头，便于和板结构主筋搭接，然后再施工所述第二支撑桩4，配筋采用玻璃纤维筋。图1中a为下方隧道1和上方隧道2的夹角，所述小角度交叉隧道，即所述夹角a小于45度，在本实施例中a为28度。

其中，沿着所述下方隧道1的横向间隔设置三排所述第二支撑桩4，相邻两排所述第二支撑桩4之间间隔2m-4m，每排所述第一支撑桩3与交叉段的距离为0.8m-1.5m。每排所述第一支撑桩3和所述第二支撑桩4均沿着所述下方隧道1的里程方向设置，且覆盖整个所述下方隧道1的交叉段的里程。

步骤三：扩挖所述上方隧道2坑底至结构底高程，布置板结构钢筋，整体灌注隧道底板结构，板结构两侧预留主筋及接茬钢筋头，便于和上方隧道2的拱墙衬砌连接，接着施作所述上方隧道2的交叉段的二次衬砌；

步骤四：待所述上方隧道2的交叉段的二次衬砌混凝土达到设计强度后，采用大管棚对所述下方隧道1的交叉段进行超前支护。大管棚采用跟管钻进工艺，内置钢筋笼应焊接牢靠，注浆应充填饱满。注浆材料采用水泥浆液，水灰比为1∶1，注浆压力为0.6mpa-1mpa，大管棚预留变形量为25cm。

步骤五：采用控制爆破法或非爆破开挖所述下方隧道1的交叉段，截断在所述下方隧道1范围内的所述第二支撑桩4。按照上下台阶法进行开挖，加强初期支护，及时封闭成环，严格控制掌子面与仰拱的距离。上下台阶法施工中必须加强隧道交叉段的监控量测，开展围岩压力、钢架内力、围岩内部位移等选测项目的量测工作，并及时反馈量测数据。通过所述第二支撑桩4地段需要特别注意控制拱顶沉降，严格控制振动，加强第二支撑桩4的受力情况监测。

具体的，采用上下台阶法开挖所述下方隧道1的交叉段，每次开挖进尺为2m-4m，随着开挖进尺依次暴露出所述第二支撑桩4，对所述第二支撑桩4在所述下方隧道1范围内的桩身进行截桩处理(如图4所示)，及时施作初期支护型钢，将所述初期支护型钢与所述第二支撑桩4固定连接，并喷射混凝土完成初期支护。开挖两个循环后，每5m施作第一层钢筋混凝土衬砌，对桩基进一步形成托举。待交叉段全部开挖完成后，挂设防水板，对所述下方隧道1的交叉段施作第二层钢筋混凝土衬砌。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而己，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。